Рубрика «коллапс волновой функции»

image

В последнее время я много экспериментировал с процедурной генерацией на основе ограничений. В частности, с алгоритмом Wave Function Collapse (WFC, коллапс волновой функции). Я даже написал собственную open source-библиотеку и ассет unity.

WFC — это очень гибкий алгоритм, в особенности с разработанными мной улучшениями. Но в то же время я обнаружил, что достаточно трудно создавать с его помощью практичные уровни, применимые для компьютерных игр. Основная сложность заключается в том, что у WFC нет какой-то глобальной структуры. Всё, что он делает — заставляет генерацию выходных данных выглядеть локально похожей на входящие данные, например, при взгляде на отдельные небольшие прямоугольники выходных данных.

В этой статье я расскажу, чему научился и что сможет поднять генераторы на основе ограничений на новый уровень.
Читать полностью »

Что такое процедурная генерация?

Процедурная генерация включает в себя множество генеративных алгоритмов, принцип работы которых заключается в создании данных не вручную, а алгоритмически: вместо ручного изготовления того, что мы хотим создать (карты, музыки, рельефа…), пишется алгоритм, который успешно может создавать различные примеры без многократного выполнения того же процесса. Особенно полезен такой подход в видеоиграх, где случайным образом может генерироваться целая карта или уровень (например, карты в Minecraft, Terraria или Factorio, или схемы уровней в большинстве roguelike).

Алгоритм коллапса волновой функции и его области применения

В статье мы исследуем алгоритм коллапса волновой функции (WaveFunctionCollapse, WFC), предложенный Максимом Гуминым (в его Twitter есть коллекция потрясающего контента, созданного при помощи этого алгоритма другими разработчиками!) для процедурной генерации изображений или рельефа при помощи создания изображений, локально схожих с входящим изображением в условиях сетки заданного размера.

В основе алгоритма лежит идея пошагового создания готового изображения с отслеживанием того, какие тайлы «соответствуют» уже частично построенному изображению. Для изучения подробного описания алгоритма рекомендуем обратиться к исходному репозиторию WFC на Github и четвёртому разделу статьи "WaveFunctionCollapse is Constraint Solving in the Wild".

Адаптивная процедурная генерация при помощи алгоритма WaveFunctionCollapse и априорного распределения вероятностей - 1

Примеры процедурно сгенерированных из seed изображений
Читать полностью »

Алгоритм коллапса волновой функции (Wavefunction Collapse Algorithm) учит компьютер импровизировать. На входе он получает архетипичные данные и создаёт процедурно генерируемые данные, похожие на исходные.

Доступное объяснение алгоритма коллапса волновой функции - 1

(Источник)

Чаще всего он используется для создания изображений, но может также строить города, скейтпарки и писать ужасные стихи.

Доступное объяснение алгоритма коллапса волновой функции - 2

(Источник)

Коллапс волновой функции — это очень независимо мыслящий алгоритм, не требующий практически никакой помощи или инструкций извне. Вам нужен только пример стиля, которого нужно достичь, а всё остальное он сделает сам. Несмотря на свою самодостаточность, он на удивление прост. Он не использует никаких нейронных сетей, случайных лесов или чего-то другого, похожего на машинное обучение. Если разобраться с идеей, он станет для вас очень понятным и интуитивным.

Большинство реализаций и объяснений коллапса волновой функции — это полная, оптимизированная по скорости версия алгоритма. Разумеется, все они важны и необходимы, но в них сложно разобраться с нуля. В этом посте я буду объяснять всё понятным я простым языком, сосредоточившись на версии Wavefunction с ограничениями, которую я назвал Even Simpler Tiled Model. Кроме того, я выложил пример реализации ESTM на Github. Код в нём неэффективный и медленный, но очень хорошо читаемый и подробно прокомментирован. Как только вы разберётесь в технологии, лежащей в основе ESTM, то станете ближе к пониманию более сложных версий алгоритма. Если хотите понять алгоритм коллапса волновой функции, то эта статья будет хорошим началом.
Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js